復(fù)雜高層箱筏基礎(chǔ)沉降變形預(yù)測方法研究

翟 巍 張會娟

(1.北京建工四建工程建設(shè)有限公司，北京 100075； 2.中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所，北京 100101)

復(fù)雜高層箱筏基礎(chǔ)沉降變形預(yù)測方法研究

翟 巍1張會娟2

(1.北京建工四建工程建設(shè)有限公司，北京 100075； 2.中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所，北京 100101)

以某復(fù)雜高層工程為例，采用灰色理論，系統(tǒng)研究了復(fù)雜高層箱筏基礎(chǔ)沉降變形特性，結(jié)果表明沉降隨建筑結(jié)構(gòu)高程增加而增大，建筑完工后沉降基本趨穩(wěn)，指出灰色理論能較好地反映復(fù)雜高層箱筏基礎(chǔ)沉降變形預(yù)測，其預(yù)測沉降變形與實(shí)測較為吻合。

復(fù)雜高層，箱筏基礎(chǔ)，沉降變形，灰色理論

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展和我國國民經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷增強(qiáng)，建筑行業(yè)發(fā)展日新月異，高層建筑以全新的面貌呈現(xiàn)。建筑設(shè)計(jì)理念從單一功能向多功能、多用途、綜合性方向發(fā)展，其不斷追求建筑造型新穎、奇特，使建筑平面形狀和立面體型越來越復(fù)雜。復(fù)雜高層建筑在高層和低層之間存在著顯著的高度差、荷載差以及結(jié)構(gòu)剛度差，容易使筏板產(chǎn)生過大的差異沉降。本文應(yīng)用灰色理論研究復(fù)雜高層箱筏基礎(chǔ)沉降變形特性，為今后類似工程提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 灰色理論及預(yù)測模型

1.1 灰色生成

將原始數(shù)據(jù)列{x(0)}中的數(shù)據(jù)按照某種要求進(jìn)行處理，稱為生成。利用在現(xiàn)場施工過程中觀測到的監(jiān)測數(shù)據(jù)，進(jìn)行累加生成、累減生成、初值化生成、均值化生成以及歸一化生成等等，進(jìn)行預(yù)測預(yù)報(bào)。

本文采用一次累加生成，具體如下：

設(shè)原始數(shù)據(jù)列為{x(0)}=(x(0)(1),x(0)(2)，…，x(0)(n))，{x(1)}為生成數(shù)列，那么{x(1)}=(x(1)(1)，x(1)(2),…，x(1)(n)),如果{x(0)}與{x(1)}之間滿足：

(1)

則稱{x(1)}為{x(0)}的一次累加生成數(shù)列。

1.2 灰色理論

對{x(1)}可建立白化形式的微分方程：

(2)

此微分方程模型，故記為GM(1，N)。

記上述方程的參數(shù)列為U。

U=[a，b1,b2,…，bN-1]T

(3)

則按最小二乘法可求出U來，其算式為：

U=(BTB)-1BTYN

(4)

其中：

(5)

(6)

(7)

對于GM(1,1)預(yù)測模型，其微分方程為：

(8)

求得其時間響應(yīng)函數(shù)為：

(9)

2 復(fù)雜高層箱筏基礎(chǔ)沉降變形工程實(shí)例

2.1 工程概述

北京某復(fù)雜高層工程，工程地質(zhì)條件基本符合結(jié)構(gòu)承重要求，但可能存在高低層差異沉降變形，影響工程功能應(yīng)用。本工程結(jié)構(gòu)為箱筏基礎(chǔ)，地下3層，地面25層。其結(jié)構(gòu)圖如圖1和圖2所示。

2.2 沉降變形及預(yù)測

本工程在施工過程中，分別在1號塔架、2號塔架和1-2號裙樓基礎(chǔ)設(shè)置觀測墩，并應(yīng)用全站儀和水準(zhǔn)儀進(jìn)行沉降觀測，其成果如圖3所示。應(yīng)用灰色理論進(jìn)行分析，其成果如圖4所示。

從圖3和圖4可見，沉降隨建筑結(jié)構(gòu)高程增加而增大，建筑完工后沉降基本趨穩(wěn)。預(yù)測沉降變形與實(shí)測較為吻合，沉降基本穩(wěn)定。工后沉降為0.4mm左右，滿足建筑物設(shè)計(jì)要求。

3 結(jié)論及建議

1)沉降隨建筑結(jié)構(gòu)高程增加而增大，建筑完工后沉降基本趨穩(wěn)。預(yù)測沉降變形與實(shí)測較為吻合，沉降基本穩(wěn)定。

2)灰色理論能較好地反映復(fù)雜高層箱筏基礎(chǔ)沉降變形預(yù)測。

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Prediction of complex tall building box raft foundation settlement deformation method

Zhai Wei1Zhang Huijuan2

(1.BeijingFourthConstruction&EngineeringCo.Ltd,Beijing100075,China；2.InstituteofRemoteSensingandDigitalEarth，ChineseAcademyofSciences,Beijing100101,China)

In this paper, taking a complex high-rise building project as an example, the application of gray theory, the system of complex tall building box raft foundation settlement deformation characteristics, the results show that settlement with the building height increases, the settlement after construction is completed the basic stabilization. Gray theory can reflect the deformation prediction of complex tall building box raft foundation settlement, the settlement deformation agree well with the measured.

complex high-rise building, box raft foundation, settlement deformation, grey theory

2015-02-06

翟 巍(1982- )，男，工程師； 張會娟(1979- )，女，助理研究員

1009-6825(2015)12-0075-02

TU433

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